Variation in the vertical zonality of erodibility and critical shear stress of rill erosion in China's Hengduan Mountains

Soil erodibility is an essential parameter used in soil erosion prediction. This study selected the Liangshan town watershed to quantify variation in the vertical zonality of rill erodibility (k_r) in China's ecologically fragile Hengduan Mountains. Soil types comprised of yellow–brown (soil A), purple (soil B), and dry-red (soil C) in a descending order of occurrence from the summit to the valley, which roughly corresponds to the vertical climate zone (i.e. cool-high mountain, warm-low mountain, and dry-hot valley sections) of the study area. With elevation, vertical soil zonality varied in both soil organic matter (SOM) content and soil particle-size fractions. A series of rill erosion-based scour experiments were conducted, using water discharge rates of 100, 200, 300, 400, 500, and 600 mL min^-1. Additionally, detachment rates (Dr) were measured under three hydrological conditions (the drainage, saturation, and seepage treatments). Results show that both Dr and flow shear stress (Ʈ) values increased as discharge increased. As elevation increased, the k_r values decreased, while the vertical zonality of critical shear stress (Ʈ_c) values showed no obvious variation. The highest k_r values were observed during the seepage treatment, followed by the saturation treatment then drainage treatment, indicating that variation in vertical hydraulic gradients could significantly alter k_r values. This study also found that land-use types could also alter k_r and Ʈ_c values. Further research, however, is necessary to better quantify the effects of subsurface hydrological conditions and land-use types on k_r under different soil zonalities in China's Hengduan Mountains. © 2018 John Wiley & Sons, Ltd.     

不同出游时间视角下游客流动网络结构及其分异特征——以西安市为例

以热门旅游城市西安市为研究区域,采集网络游记数据,综合运用社会网络分析和GIS空间分析方法,探讨不同出游时间下的游客流动网络结构及其分异特征,研究发现：① 不同的出游时间约束下,游客旅游出行行为表现出显著的时间异质性。② 基于游客流动的西安市旅游吸引物的节点结构具有显著的等级规模分异特征,随着出游时间的增加,旅游节点等级结构体系呈现出以高等级景点为枢纽的“强强”关联特征,高等级景点的游客集聚功能提升显著。③ 随着出游时间增加,西安市区旅游节点核心?边缘结构越明显,核心区的节点联系强度越大,区位邻近、知名度接近与交通便利是形成景点组团的关键因子。     

阿拉善高原古湖岸堤释光测年与晚第四纪湖面变化

阿拉善高原位于现代西风环流与东亚季风环流过渡带,该地区分布的湖泊对全球性气候变化响应极为敏感,阿拉善高原广泛分布的古湖岸堤为较准确地重建晚第四纪湖泊水位变化提供了良好载体。近年对黑河、石羊河尾闾湖泊以及吉兰泰盐池、雅布赖盆地等地的古湖岸堤的沉积地层以及石英和钾长石释光测年研究,重建了不同区域较高分辨率的末次间冰期以来湖泊时空演化过程。发现早在300 ka以前阿拉善高原就已经形成了高水位湖泊,黑河尾闾额济纳盆地在MIS 11或更早、MIS 9、MIS 7、MIS 5和MIS 1形成了高湖面湖泊,高湖面湖泊形成存在100 ka的周期。阿拉善高原在末次间冰期及全新世形成了稳定高湖面湖泊,但间冰期内部湖面波动具有空间差异性,东部区域湖泊高湖面出现在MIS 5e~5c和中全新世,西部湖泊高湖面出现在MIS 5a~5c和晚全新世。湖面变化的空间差异性很可能与冰期-间冰期旋回尺度及间冰期内部东亚夏季风与西风气候系统在阿拉善高原的相互作用密切相关。

     

一种地震数据多串口采集方法

地震监测系统常常使用串口异步通讯监测数据、传输命令,但由于核心器件所带的串口数量不足,通常需要扩展串口。提出以TL16C754B为核心器件的多串口数据采集方法,包括具体的系统电路的设计方法和部分驱动的编程源代码。由于该设计具有成本低、稳定性高、低耗、抗干扰能力强、电路简单等优点,已被成功地运用于微动台阵观测仪器中。     

2000—2020年中国人口分布格局演变及影响因素

基于第五、六、七次全国人口普查数据,本文分析了2000—2020年中国人口分布的空间格局、集散态势和影响因素。结果表明,中国人口分布依然保持东密西疏的基本格局,胡焕庸线两侧的自然地理环境差异性决定了这一格局的长期稳定性;人口空间集中化趋势在21世纪初的10年内主要发生在东南半壁,但在2010—2020年间成为各区域的共同特征。省会城市的人口集聚能力持续增强,2010—2020年的优势更加凸显,但这种行政力量主导的首位度提升效应将随着全省发展阶段的演进而逐渐弱化。人口变动的区域分化明显：沿海城市群的空间连绵化逐渐形成了强吸引力、高承载力的沿海人口增长带,东北地区几乎转向全面的人口收缩,中部各省依托省会展开的人口竞争依然激烈,川渝黔地区普遍实现了人口的止降回增,西北地区则面临人口收缩风险。此外,区域人口增长的驱动因素逐渐从经济要素主导转为经济要素和舒适性要素并重,各地区舒适性的差异可能将成为影响未来人口空间格局变化的重要因素。     

“16·7”华北极端强降水特征及天气学成因分析

2016年7月19-20日华北出现了当年入汛以来最强降水过程。此次降水过程为一次影响范围广、累积雨量大、持续时间长的极端强降水过程,其强度较"96·8"强,仅次于"63·8"。以暖云降水为主,短时强降水特征明显,局地小时雨强强、且具有明显的地形降水特征。此次强降水发生在南亚高压东伸加强、副热带高压西伸北抬、中高纬度西风带低涡系统发展的环流背景下,黄淮气旋、西南和东南低空急流的异常发展以及水汽的异常充沛表明此次强降水过程动力抬升和水汽条件非常有利。强降水过程表现出明显的阶段特征,主要分为两个阶段:19日凌晨至白天为高空槽前偏东风导致的地形强降水、19日夜间至20日为黄淮气旋系统北侧螺旋雨带造成的强降水。第一阶段的降水主要与高空槽前偏东风/东南风急流的发展有直接关系。这一阶段对流降水旺盛,中层弱干冷平流以及低层强暖平流是对流不稳定能量的维持机制,强降水形成的冷堆与局地地形作用产生的中尺度锋生过程为对流持续新生提供了有利条件。第二阶段的降水主要与低涡切断和黄淮气旋的强烈发展有关。该阶段降水对流相对较弱,黄淮气旋进入华北以后移动缓慢,从而造成降水持续时间较长。     

我国南方持续性暴雨成因的TBB场分析

利用多种资料分析了2014年7月13—17日贵州持续性暴雨过程的中尺度环境场特征及贵阳极端降水成因,并以多个时次不同要素资料进行合成分析,构建此次梅雨锋西段持续性暴雨的天气学模型。结果表明：(1)此次贵州持续性暴雨发生在单阻型梅雨稳定的背景下,当地持续3~4 d的强降水由中低层低涡切变、低空急流及地面静止锋(梅雨锋)共同作用造成。(2)梅雨锋雨带的建立、维持及移动造成贵州不同区域出现强降水。此次过程梅雨锋雨带对贵州的影响分四个阶段,其中,第三阶段梅雨锋西段缓慢南压过程中多个β中尺度云团更替、合并及缓慢移动造成贵阳及周边部分县市降水量突破历史极值。(3)中低纬度系统相互作用使水汽输送异常偏强。7月16日白天当年第9号超强台风“威马逊”进入我国南海海面后促使副热带高压西侧向北输送的水汽加强,该水汽与来自孟加拉湾的强盛西南暖湿气流在贵州上空汇合、加强,形成异常偏强的水汽通量及水汽辐合中心,这可能是贵阳极端降水发生的重要原因。(4)相比2010—2014年5—9月贵阳发生的另外4场大暴雨过程,该过程更长的降水持续时间可能是贵阳极端降水发生的另一重要原因。(5)贵阳强降水期间,强降水的雷达回波表现为层状云-积云混合降水回波,并具有低质心暖云降水特征,同时径向速度图上可见强劲西南急流及中尺度气旋性辐合。

     

同位素信息确定Philip入渗模型稳定入渗率

通过流域水循环中各要素同位素含量的测定,扩大建模信息利用量,增加确定模型参数所需信息,提高参数可识别性,可在一定程度上减少参数的不确定性.以仅有两个参数且物理意义明确的Philip入渗模型为例,利用同位素信息确定Philip入渗模型参数稳定入渗率,并通过室内降雨入渗实验来检验同位素信息确定模型参数结果.结果表明,利用同位素信息确定的Philip入渗模型稳定入渗率与实测值接近.氢氧稳定同位素的分析精度对利用同位素信息确定模型参数结果有一定影响.     

国内外岩浆岩数据库现状与应用前景

超过三分之二的地壳岩石是由来自深部的岩浆作用形成,岩浆岩记录的信息是深时数字地球(Deep-time Digital Earth,DDE)特别是深部过程研究的重要载体。岩浆岩分布范围广,样品众多,分析、定年相对方便和精确,易于数据累积。在过去的十多年,全球科学家建立了EarthChem、GEOROC、DataView等多个优秀的岩浆岩数据库。随着大数据时代的到来,地球科学也在经历向地球系统科学的重大转变。如何进一步整合分散在研究机构和个人手中的越来越多的数据,建立能服务大数据和人工智能方法的数据平台,推动地球科学研究由理论驱动的传统因果推理方法向数据驱动的大数据方法转变,是新的很有希望的突破点。文章系统介绍了目前国内外已有的岩浆岩相关数据库及其运行情况,为未来DDE计划整合全球海量岩浆岩数据,建设开放、共享、统一的大数据平台提供经验和基础。同时,也列举了以岩浆岩大数据驱动的科学研究的典型实例,并结合DDE相关任务,对利用岩浆岩大数据和人工智能进一步解决四维地球深部圈层物质构成、交换与动力学这一关键科学问题提出新的展望。     

地层承压能力固井前动态测试方法

固井前获得地层的实际承压能力,对固井设计和安全都有着重要的意义。在一些上层套管下深较浅的井中,受上层套管鞋处地层破裂压力或上层套管抗内压强度限制,常规的地层承压能力测试无法满足固井要求,针对该问题,文中提出一种地层承压能力动态测试方法,同时进行了现场应用。该方法是在下套管循环后分挡逐渐增加排量,并同时记录与之对应的泵压、钻井液性能及漏失情况,然后利用流变学的原理计算出关键地层深度的承压能力。研究认为这种动态承压测试方法对于低压易漏井行之有效,实用性强,能够满足固井现场对承压能力测试的要求,获得的地层承压能力值为固井设计和安全提供了基础和保障。